互动式恒力碟簧支吊架 本发明涉及一种碟簧支吊架，尤指恒力碟簧支吊架。
目前，各种支吊架按其所用弹性元件可分为二大类。一类为圆柱弹簧支吊架，如JB2654、GB10181、ITT等。这类支吊架一般载荷臂在水平线上、下方对称回转，水平位移小，恒定度较高，但其体积大，重量重，载荷小，且均配有带载调节机构，此机构不但结构复杂，而且重量重，调节后会对支吊架的恒定度产生影响。另一类为碟簧支吊架，如中国95年实用新型“拉板式恒力碟簧支吊架”的专利技术。这类支吊架一般载荷臂在水平线上方回转，具有体积小、重量轻、载荷大的优点。但存在着水平位移大，恒定度较差的缺点，且无载荷调节机构，其典型结构如图1所示。图中1是固定框架，2是回转框架，3是前压板，4是拉板，5是拉杆，6是拉板轴，7是拉杆轴，8是主轴，9是载荷轴。由于其结构上的缺陷，当载荷轴9上加载时，回转框架2产生回转，带动拉板4回转，从而带动拉杆5产生水平位移。此时从受力关系分析可知，拉板产生的拉力与水平方向有一定的夹角，此力作用于拉杆5，一方面使拉杆5产生水平位移而使碟簧受压，另一方面又对拉杆5产生径向的剪力降低碟簧利用率，且拉杆5因受力而发生弯曲变形。同时拉杆5在发生水平位移的过程中，拉杆5与前压板3之间会产生摩擦力，此摩擦力又会破坏支吊架的力矩平衡关系，而对支吊架的恒定度产生影响。尤其是回转框架2产生正程回转和回程回转，其摩擦力的方向相反，因此，当回转框架2由正程回转转向回程回转的瞬间，摩擦力的方向突变，从而使其力矩平衡关系发生突变，会对支吊架的恒定度产生较大的影响。故要提高碟簧利用率和支吊架的恒定度必须尽量减少拉杆5所受的径向剪力及拉杆5与前压板3之间的摩擦力。这是目前碟簧支吊架结构无法很好解决的问题。
本发明的目的是提供一种能有效消除摩擦力对恒定度的影响和拉杆径向剪力且恒定度高的恒力碟簧支吊架。
本发明的目的是通过如下技术解决方案实现的：
本发明所述的恒力碟簧支吊架，由固定框架、回转框架、碟簧组件、滚动前压板、拉杆、后压板、主轴、拉杆轴、载荷轴等组成，回转框架通过主轴固定在固定框架地内部空腔中，并可绕主轴回转，回转框架上装有拉杆轴和载荷轴，拉杆的一端通过拉杆轴固定在回转框架上，另一端穿过固定框架从其一侧面的开口穿出并穿过碟簧组件，其特点是固定框架与拉杆相对应的该侧面开口处的框架体上设有二个向外凸出的圆弧状面，滚动前压板中间开有拉杆孔，拉杆穿过该拉杆孔，后压板与滚动前压板将碟簧组件固定在它们之间，滚动前压板与固定框架侧面的圆弧状面相接触的侧面上开有二个与该圆弧状面相对应的圆弧状槽，槽内装有滚珠，该槽的槽底面与固定框架侧面的圆弧状面分别构成滚珠的内外支面。
本发明的优点是：当载荷轴承载而使回转框架发生回转时，将带动拉杆转动而产生位移。从受力分析可知，当拉杆受到的拉力与水平线有一定夹角时，该力将对拉杆产生径向剪力，在该剪力作用下将迫使拉杆带动滚动前压板沿固定框架侧面的弧状面产生滚动位移，一旦滚动位移发生将使拉杆所受拉力所产生的径向剪力减小，直至该剪力消除，滚动位移就不在发生，因而可以消除径向剪力对拉杆的影响。另一方面，由于滚动前压板与固定框架侧面之间的摩擦力为滚动摩擦，由于滚动摩擦系数很小，且在不同压力的情况下滚珠的弹性模量变化甚微，故摩擦力对支吊架的力矩平衡影响很小，因而对恒定度的影响也很小。因而可提高支吊架的恒定度。此外，本发明较之于现有碟簧支吊架，从结构上取消了拉板，不但大大缩小了固定框架的体积，而且使回转机构得以简化，同时还消除了在回转框架回转时所产生的拉杆偏转角对机构恒定度的影响，使得机构位移计算得到简化，为机构的设计计算带来了方便，使整机设计大为简化。
下面结合二个实施例对本发明的技术解决方案作进一步详细说明：
图2是本发明的结构示意图。
在图2中，21是固定框架，22是回转框架，它通过固定在固定框架21上的主轴26装在固定框架的内部空腔中，并可绕主轴26回转。在该回转框架上还装有载荷轴24，拉杆轴23，27是拉杆，其一端通过拉杆轴23固定在回转框架22上，另一端穿过固定框架21从其一侧面的开口中穿出，与碟簧组件212相固定，213是套装在拉杆27上用于固定碟簧的后压板，29是滚动前压板，它与后压板213通过固定螺栓214将碟簧组件212固定，215是碟簧组件的外壳。滚动前压板29位于碟簧组件与固定框架21之间，中间开有拉杆孔，拉杆从该拉杆孔中穿过而将其套在拉杆上；与该滚动前压板相对应，在固定框架21的侧面开口处的框架体上设有二个向外凸出的圆弧状面28，与该圆弧状面相对应的滚动前压板侧面上开有二个圆弧状槽210，槽内装有滚珠211，该槽的槽底面与固定框架侧面上的圆弧状面28分别构成滚珠的外、内支面。在回转框架22的载荷轴24上还设有一个载荷调节装置25，该载荷调节装置为分别固定于回转框架二个侧壁上的二个偏心轴承座组成，该二偏心轴承座将载荷轴24固定在其内。图中216是载荷轴上固定的载荷吊杆。其工作原理如下：当给载荷轴加载时，则在载荷作用下，回转框架22将沿其主轴26正向顺时针回转，从而通过拉杆轴23带动拉杆27向右产生位移而压缩碟簧组件212，直至碟簧的弹性回复力产生的力矩与载荷产生的力矩平衡时，拉杆不再产生位移。从受力分析可知，在拉杆产生位移的过程中，由于拉杆27的拉力(此力与碟簧组件212的弹性回复力方向相反)与位移方向有一夹角，该力的径向分量将对拉杆产生径向剪力，在该径向剪力作用下将迫使拉杆带动滚动前压板29沿固定框架21的侧面圆弧状面28滚动，随着滚动量的增大，拉杆27的拉力与位移方向的夹角减小，其径向剪力也减小，直至滚动位移达到最大时，拉杆径向剪力消除，碟簧的弹性回复力的力矩与载荷力矩达到平衡。反之，当回转框架反向回转时，此时拉杆受力由于原有平衡被打破而变化，力的方向改变而使滚动前压板发生反方向的滚动位移，同时拉杆也减小位移，碟簧原有受压状态破坏，弹性回复力减小使碟簧发生复位变形而达到新的平衡。由于无论回转框架正向回转，还是反向回转，载荷的力臂和碟簧弹性回复力的力臂却将发生改变，而达到平衡时载荷力矩与碟簧力矩相等，因而只要适当选择碟簧组件的组合参数，可以保证碟簧受力在一定范围内变化，保证载荷达到相应的恒定，从而确保恒定度。以支吊架23748N的载荷为例，设计位移303.78mm，若选用Φ160A系列碟簧，在碟簧压缩系数为0.25、0.50、0.75时，其碟簧系数为0.28、0.53、0.77。
例1：水平线上方位移的支吊架，计算数据如表1。
(1)起始状态：
有：100mm×sin70°×50545N＝200mm×W，
W＝23748N
(2)中间状态：
有：100mm×sin55.25°×95675N＝328.32mm×W′，
W′＝23943N
(3)终止状态：
有：100mm×sin38.43°×139000N＝363.80mm×W″，
W″＝23943N
恒定度为Δ＝[(最大值-最小值)/(最大值+最小值)]×100％
＝0.4％＜6％的合格标准
例2：水平线上下对称位移的支吊架，计算数据见表2。
(1)起始状态：
有：51.61mm×sin100°×50545N＝108.18mm×W，
W＝23747N
(2)中间状态：
有：51.61mm×sin62.1°×95675N＝183.12mm×W′，
W′＝23831N
(3)终止状态：
有：51.61mm×sin21°×139000N＝108.12mm×W″，
W″＝23765N
恒定度为Δ＝[(最大值-最小值)/(最大值+最小值)]×100％
＝0.18％＜6％的合格标准
其载荷调节装置的工作原理是当需要调整其设计载荷值时，只需将其安装载荷轴的偏心轴承座25旋转180°，重新装好，即可。这是因为此时由于偏心轴承座的作用，载荷轴受力将在回转框架22上发生偏移，改变了载荷的力臂长度，由于碟簧组件已选定不变，因此据力矩平衡原理可知，其承载能力将增大或减小。
表1 碟簧位移 起始0.25 中间0.50 终止0.75 碟簧力 50545N 95675N 139000N BD 100mm 100mm 100mm AD 108.51mm 108.51mm 108.51mm AB 88.46mm 127.85mm 167.28mm CD 363.80mm 363.80mm 363.80mm ED 200mm 328.32mm 363.80mm ∠ABD 70° 55.25° 38.34° ∠BDA 50° 75.51° 106.62° ∠DAB 60° 49.23° 34.95°BD与水平面夹角 56.62° 25.51° 0°注：表中A为滚动前压板29与碟簧组件接触面位置，B为载荷轴轴心，C为拉杆轴轴心，D为主轴轴心，E为B的铅垂线与D的水平面交点。
表2 碟簧位移 起始0.25 中间0.50 终止0.75 碟簧力 50545N 95675N 139000N BD 51.61mm 51.61mm 51.61mm AD 71.89mm 71.89mm 71.89mm AB 41.86mm 79.74mm 117.62mm CD 186.52mm 186.52mm 186.52mm ED 108.18mm 183.12mm 108.18mm ∠ABD 100° 62.10° 21.00° ∠BDA 35.00° 78.60° 144.10° ∠DAB 45° 39.30° 14.90°BD与水平面夹角 54.55° 10.95° -54.55°注：表中A为滚动前压板29与碟簧组件接触面位置，B为载荷轴轴心，C为拉杆轴轴心，D为主轴轴心，E为B的铅垂线与D的水平面交点。